[发明专利]一种电缆温度监测方法及其装置

说明书

本发明涉及一种电缆温度监测方法及其装置，该方法是将该光源分为第一本地布里渊光和第二本地布里渊光，声光调制器将第二本地布里渊光转换为脉冲光，并通过光开关将该脉冲光发送至感温光缆；光开关后向数据处理单元发送脉冲光的入射信号；感温光缆产生后向散射光传输至信号处理模块；信号处理模块对第一本地布里渊光和后向散射光进行拍频处理，得到低频布里渊散射频移信号，并将该低频布里渊散射频移信号发送至数据处理单元；数据处理单元根据低频布里渊散射频移信号解调得到实时电缆温度数据，将实时电缆温度数据与预设的温度限制值比较得知电缆运行情况，将该实时电缆温度数据代入相应的电缆绝缘层温度数学模型，得到电缆绝缘层径向温度分布。

技术领域

本发明涉及电力设备监测技术领域，尤其涉及一种电缆温度监测方法及其装置。

背景技术

随着我国经济的迅速发展，国民生产方面和生活中对电能的需求日益增加，同时电力电缆在城市电网系统的应用越来越多。电力电缆运行时，导体、绝缘层和金属屏蔽层都会产生损坏而引起电缆发热，使各部分的工作温度升高，而温度过高会影响绝缘材料的绝缘性能，引起绝缘老化，缩短电缆使用寿命，严重情况会导致火灾及停电事故；导体温度值也是确定电缆载流量的重要特征值，因此很有必要在电缆运行过程中对电缆各层的温度分布情况进行实时监测。

目前监测电缆温度的方法主要由热电偶法、光纤光栅监测方法、分布式光纤监测技术等，其中热电偶法应用较多，但是此法一般只是监测电缆局部温度，不能通过数据完全计算出电缆载流量，此方法在精度和稳定性上也有一定不足；光纤光栅监测方法是通过预埋在电缆本体中的光纤光栅传感器监测电缆温度，此法稳定性得到一定提高，但是只能实现准分布式测量电缆温度，光纤光栅传感器数量会增加投入成本；分布式光纤传感技术具有抗电磁干扰、连续测量光纤沿电缆各点的温度，在电缆测温的工程中也得到一定的应用。基于拉曼散射的分布式光纤测温系统的技术已经非常成熟，已被用于电缆的实时温度监测。但由于拉曼散射的光强度较弱，需要用到多模光纤，同时受技术所限，光纤敷设方式一般在电缆表面，其监测结果容易受外部环境影响，较难精确推算出导体温度，目前此方法所实现的监测距离短，不能满足工程应用需求。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种电缆温度监测方法，其能够实时监测电缆温度，能够及时发现电缆温度是否超标。

为实现上述目的之一，本发明采用如下技术方案：

一种电缆温度监测方法，包括如下步骤：

步骤一：第一耦合器接收光源设备的光源后将该光源分为第一本地布里渊光和第二本地布里渊光，并将第一本地布里渊光通过本地布里渊激光器发送至信号处理模块，同时将第二本地布里渊光发送至声光调制器；

步骤二：声光调制器将第二本地布里渊光转换为脉冲光，并通过光开关将该脉冲光发送至感温光缆；

步骤三：光开关接收到脉冲光后向数据处理单元发送脉冲光的入射信号，数据处理单元根据该入射信号得到脉冲光从光开关入射至感温光缆的时间点，记为t₁；

步骤四：感温光缆接收到脉冲光后产生后向散射光，该后向散射光传输至信号处理模块；

步骤五：信号处理模块对第一本地布里渊光和后向散射光进行拍频处理，得到低频布里渊散射频移信号，并将该低频布里渊散射频移信号发送至数据处理单元；

步骤六：数据处理单元接收低频布里渊散射频移信号后得到低频布里渊散射频移信号的接收时间点，记为t₂，数据处理单元根据公式Z＝Ct/2n计算得到光散射的位置，其中，C为真空光速，n为光纤折射率，t＝t₁-t₂；同时，数据处理单元根据低频布里渊散射频移信号解调得到实时电缆温度数据，并将实时电缆温度数据代入相应的电缆绝缘层温度数学模型，得到电缆绝缘层径向温度分布；